毕业设计---太阳能电池控制系统的设计与实现

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1、 第一章 1 第一章 1.1 简介 传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还 有 20 亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能 源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中 太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。 丰富的太阳辐射能是重要的能源， 是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每 秒钟到达地面的能量高达 80 万千瓦，假如把地球表面 0.1%的太阳能转为电能， 转变率 5%，每年发电量可达 5.61012 千瓦小时，相当于世界上能耗的 40 倍。 发展现状 近几年国际上光伏发电

2、快速发展，世界上已经建成了 10 多座兆瓦级光伏发 电系统，6 个兆瓦级的联网光伏电站。美国是最早制定光伏发电的发展规划的国 家。1997 年又提出“百万屋顶”计划。日本 1992 年启动了新阳光计划，到 2003 年 日本光伏组件生产占世界的 50%， 世界前 10 大厂商有 4 家在日本。 而德国新可再 生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成 为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。瑞士、法国、意大利、西班牙、芬 兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。 在我国 光伏发电产业于 20 世纪 70 年代起步，90 年代中期进入稳步

3、发展时期。 太阳电池及组件产量逐年稳步增加。经过 30 多年的努力，已迎来了快速发展的 新阶段。在“光明工程”先导项目和“送电到乡”工程等国家项目及世界光伏市场的 有力拉动下，我国光伏发电产业迅猛发展。 到 2007 年年底，全国光伏系统 的累计装机容量达到 10 万千瓦（100MW） ，从事太阳能电池生产的企业达到 50 余家，太阳能电池生产能力达到 290 万千瓦（2900MW） ，太阳能电池年产量达到 1188MW，超过日本和欧洲，并已初步建立起从原材料生产到光伏系统建设等多 个环节组成的完整产业链，特别是多晶硅材料生产取得了重大进展，突破了年产 千吨大关，冲破了太阳能电池原材料生产的瓶

4、颈制约，为我国光伏发电的规模化 发展奠定了基础。2007 年是我国太阳能光伏产业快速发展的一年。受益于太阳能 太阳能电池控制系统的设计与实现 2 产业的长期利好，整个光伏产业出现了前所未有的投资热潮。但太阳能自身也是 有缺点的，比如阴天时光电转换率只有平时的五分之一左右，因此在利用太阳能 时，想得到一定的转换率就必须增大接受光的面积，然而成本就提高了，还有现 有蓄电池的效率低和成本高也是阻碍太阳能发电的一大因素【1】2011 年 9 月， 在河北保定的英利绿色能源与荷兰的研究中心 ESN 合作，将太阳能电池板的光电 转换率提升到 17.4%，而一般的太阳能板的这项指标刚刚达到 14%。 【2】

5、太阳能 资源丰富、分布广泛，是最具发展潜力的可再生能源。随着全球能源短缺和环境 污染等问题日益突出，太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已 成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。在此背景下，近年来全球光伏产 业增长迅猛，产业规模不断扩大，产品成本持续下降。2009 年全球太阳能电池产 量为 10.66 吉瓦（GW） ，多晶硅产量为 11 万吨，2010 年分别达到 20.5GW、16 万 吨，组件价格则从 2000 年的 4.5 美元/瓦下降到 2010 年的 1.7 美元/瓦。 “十一五” 期间，我国太阳能光伏产业发展迅速，已成为我国为数不多的、可以同步参与国 际竞争、并有望

6、达到国际领先水平的行业。加快我国太阳能光伏产业的发展，对 于实现工业转型升级、调整能源结构、发展社会经济、推进节能减排均具有重要 意义。国务院发布的关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定 ，已将太阳能 光伏产业列入我国未来发展的战略性新兴产业重要领域。 根据工业转型升级规划(2011-2015 年） 、 信息产业“十二五”发展规划 以及电子信息制造业“十二五”发展规划的要求，在全面调研、深入研究、 广泛座谈的基础上，编制太阳能光伏产业“十二五”发展规划，作为我国“十二 五”光伏产业发展的指导性文件。世界常规能源供应短缺危机日益严重，化石能 源的大量开发利用已成为造成自然环境污染和人类生存环境恶化的主要原因之 一，寻找新兴能源已成为世界热点问题。在各种新能源中，太阳能光伏发电具有 无污染、可持续、总量大、分布广、应用形式多样等优点，受到世界各国的高度 重视。我国光伏产业在制造水平、产业体系、技术研发等方面具有良好的发展基 础，国内外市场前景总体看好，只要抓住发展机遇，加快转型升级，后期必将迎 来更加广阔的发展空间。从全球来看，光伏发电在价格上具备市场竞争力尚需一